TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY LÚA 160 TẤNMẺ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY LÚA 160 TẤN/MẺ Họ tên sinh viên : TRẦN VĂN PHƯỚC NGUYỄN HỒNG THANH Ngành: CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Niên khóa: 2006 – 2010 Tháng 6/2010 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY LÚA 160 TẤN/MẺ Tác giả TRẦN VĂN PHƯỚC NGUYỄN HỒNG THANH Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Công nghệ nhiệt lạnh Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Tâm Tháng năm 2010 LỜI CẢM TẠ Chân thành cảm tạ: Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Cùng tồn thể q thầy giúp đỡ, dạy bảo suốt trình học tập Chúng tơi xin bày tỏ lòng biết ơn đến: Thầy Ths Nguyễn Hùng Tâm giảng viên Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ, giúp đở, hướng dẫn chúng tơi suốt q trình làm luận văn Tập thể cán công nhân anh Minh chủ nhà máy xay xát lúa Minh Trọng tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu giúp đỡ chúng tơi q trình thu thập số liệu sấy nhà máy Chú Sáu Rí, chủ nhà máy xay xát lúa Đức Thành, 80/2 ấp Lộ Đá, xã An Lục Long, huyện Châu Thành, tỉnh Long An Chú Tư Cương, chủ nhà máy xay xát lúa Thiện Nguyên, thị trấn Tầm Vu, tỉnh Long An Anh Hai Gô, chủ nhà máy xay xát lúa Gơ, ấp Hòa Bình, xã Đồng Thạnh, huyện Gò Công Tây, tỉnh Tiền Giang Và Ba Đáng, chủ nhà máy xay xát lúa Đáng, ấp Lợi An, xã Đồng Thạnh, huyện Gò Cơng Tây, tỉnh Tiền Giang tạo điều kiện cho tiến hành khảo sát số mẫu máy sấy sẵn có nhà máy Chúng tơi gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp NL06, bạn thân hữu gần xa động viên, giúp đỡ với chúng tơi hồn thành luận văn TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu “Tính tốn thiết kế hệ thống sấy lúa 160 tấn/mẻ” tiến hành Trường Đại học Nông Lâm, TP Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 3/2010 đến tháng 6/2010 Nội dung đề tài nghiên cứu tìm chế độ sấy mà ta khơng cần phải đảo chiều gió sấy với bề dày lớp lúa lớn (d = 0,6 ÷ 0,8 m) dựa vào kết phân tích phần mềm Drysim có sẵn thí nghiệm sấy Từ chúng tơi tính tốn thiết kế hệ thống sấy lúa bao gồm máy sấy với chế độ sấy cách kế thừa từ máy sấy sẵn có qua lần khảo sát Bên cạnh đó, đề tài giải vấn đề thiết bị phụ nhằm phục vụ cho hệ thống hoạt động như: thiết bị nhập, xuất thiết bị làm Qua thời gian thực bước đầu đạt kết sau: ™ Khảo sát – thí nghiệm sấy Sau lần khảo sát nhà máy sản xuất Bà Rịa Vũng Tàu nhiều thí nghiệm khác ta chọn chế độ sấy gồm giai đoạn: Giai đoạn 1: Sấy với nhiệt độ trung bình khoảng 46 oC tốc độ gió bề mặt khoảng 14 m/ph đến ẩm độ lớp đạt khoảng 12 - 13 % đổi chế độ sấy Giai đoạn 2: Sấy với nhiệt độ khoảng 36 oC tốc độ gió bề mặt khoảng 14 m/ph ẩm độ trung bình khoảng 11 % ẩm độ lớp khoảng 15% dừng Với lúa vụ Hè thu, ẩm độ lúa cao ta sấy với bề dày 0,6 m, sau sấy cần trộn ủ để ẩm độ đồng Đối với lúa vụ Đơng Xn lúa có ẩm độ thấp nên ta tăng bề dày lớp lúa sấy lên đến 0,8 m; sau sấy khơng cần trộn ủ Kết thí nghiệm sấy với d = 0,7 m Vbm = 16 m/ph với ẩm độ trung bình lúa ban đầu 32 % ẩm độ lúa sau sấy có độ chênh lệch ẩm lớp khoảng 5,4 %; ẩm độ trung bình lớp 13,8 %, thời gian sấy khoảng 26giờ Do khơng có điều kiện nên chưa xác định tiêu xay xát ™ Tính tốn – thiết kế Hệ thống khơng cần đảo đảm bảo sấy đạt ẩm độ yêu cầu vật liệu sấy Hệ thống vận hành đơn giản, phù hợp cho sấy bắp lúa giống Quạt chọn có hiệu suất sử dụng cao Các thiết bị nhập, xuất thiết bị làm chọn đảm bảo cho hệ thống hoạt động liên tục tiết kiệm chi phí DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT d: Bề dày lớp hạt D x R x C: Kích thước dài x rộng x cao ĐTKKA: Đồ thị khơng khí ẩm EMC: Ẩm độ cân tính theo sở khơ gđ: Giai đoạn GH2O: Lượng nước cần bốc từ khối hạt Gcđ: Khối lượng chất đốt HD: Hướng dòng HS: Hiệu suất KKK: Khơng khí khơ Mk: Ẩm độ tính sở khơ Mư: Ẩm độ tính sở ướt n: Số vòng quay ns: Hệ số quay nhanh PL: Phụ lục Q: Lưu lượng Rh: Ẩm độ tương đối SV: Sinh viên tLT: Thời gian sấy lý thuyết TL: Tài liệu Vbm: Vận tốc bề mặt Vthùng: Thể tích thùng sấy ΔpLT: Trở lực lý thuyết ΔpTT: Trở lực thực tế DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Cấu tạo hạt lúa Hình 2.2: Động học trình sấy Hình 2.3: Quạt hướng trục tầng Hình 2.4: Đường đặc tính quạt Hình 2.5: Tam giác vận tốc Hình 2.6: Cấu tạo gầu tải Hình 2.7: Sơ đồ cấu tạo máy làm Hình 3.1: Sơ đồ vị trí lấy mẫu nhà máy sấy Minh Trọng Hình 3.2: Sơ đồ cách lấy mẫu máy sấy SRA - 10 nhà máy xay xát Minh Trọng Hình 3.3: Máy sấy dùng thí nghiệm Hình 3.4: Cách lấy mẫu máy sấy thí nghiệm Hình 3.5: Vị trí điểm cần đo tiết diện ngang ống khảo nghiệm tròn Hình 3.6: Ống nối từ tiết diện tròn đến tiết diện tròn Hình 3.7: Các vị trí đo động áp tĩnh áp Hình 4.1: Sơ đồ bố trí nhà máy Minh Trọng Hình 4.2: Sơ đồ bố trí máy sấy SRA - 10 Hình 4.3: Biểu đồ theo dõi nhiệt độ khí sấy, nhiệt độ mơi trường nhiệt độ khí máy sấy đảo chiều Hình 4.4: Biểu đồ theo dõi trình giảm ẩm lớp máy sấy đảo chiều Hình 4.5: Sơ đồ bố trí khảo nghiệm quạt Hình 4.6: Đường đặc tính quạt 1300 mm Hình 4.7: Đường đặc tính quạt 1500 mm Hình 4.8: Biểu đồ so sánh trở lực lý thuyết thực tế với bề dày khác ứng với Vbm = 16 m/ph Hình 4.9: Biểu đồ theo dõi nhiệt độ khơng khí sấy, nhiệt độ mơi trường nhiệt độ khí với d = 0,7 m; Vbm = 16 m/ph Hình 4.10: Biểu đồ theo dõi giảm ẩm lớp với d = 0,9 m; Vbm = 12 m/ph Hình 4.11: Biểu đồ theo dõi giảm ẩm lớp với d = 0,7 m; Vbm = 16 m/ph Hình 4.12: Biểu đồ theo dõi giảm ẩm lớp với d = 0,8 m; Vbm = 16 m/ph Hình 4.13: Biểu đồ theo dõi giảm ẩm lớp với d = 0,8 m; Vbm = 16 m/ph Hình 4.14: Biểu đồ theo dõi giảm ẩm lớp với d = 0,7 m; Vbm = 16 m/ph Hình 4.15: Sơ đồ cấu tạo máy sấy SHG - Hình 4.16: Sơ đồ bố trí chung hệ thống Hình 4.17: Kết cấu mái che có nốc gió Hình PL6 - 1: Đo nhiệt độ khí sấy buồng Hình PL6 - 2: Lấy mẫu lúa đo ẩm độ Hình PL6 - 3: Đo ẩm độ lúa buồng sấy Hình PL6 - 4: Xyclon lọc bụi Hình PL6 - 5: Dụng cụ đo vận tốc gió bề mặt Hình PL6 - 6: Quạt HT – 1500 mm Hình PL6 - 7: Khảo nghiệm quạt Hình PL6 - 8: Các dụng cụ đo Hình PL6 - 9: Gầu tải DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Kích thước hạt Bảng 2.2: Khối lượng thể tích khối hạt Bảng 2.3: Nhiệt dung riêng lúa Bảng 2.4: Mô hình tốn Chung - Pfost Bảng 2.5: Bảng tóm tắc đặc tính kỹ thuật loại máy sấy SRR-1, STR-1 SRA-10 Bảng 2.6: Bảng tra số Bảng 2.7: Quan hệ chiều rộng băng số lớp vải Bảng 2.8: Quan hệ chiều dài tang chiều rộng băng Bảng 2.9: Hiệu suất gầu tải Bảng 4.1: Bảng so sánh trở lực lý thuyết thực tế máy sấy đảo chiều ta khảo sát Bảng 4.2: Bảng tóm tắt kết khảo sát máy sấy nhà máy tỉnh Long An Và Tiền Giang Bảng 4.3: Bảng kết khảo nghiệm quạt 1300 mm Bảng 4.4: Bảng kết khảo nghiệm quạt 1500 mm Bảng 4.5: Bảng kết kiểm tra máy KETT Bảng 4.6: Tra hệ số k Bảng 4.7: Ước tính vật liệu làm bể sấy Bảng 4.8: Bảng tóm tắt kết tính MỤC LỤC Trang Trang tựa i Cảm tạ ii Tóm tắt iii Danh sách chữ viết tắt iv Danh sách hình v Danh sách bảng vi Mục lục vii CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.2.1 Tính tốn 1.2.2 Khảo nghiệm 1.3 Thời gian thực đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu vật liệu sấy 2.1.1 Cấu tạo hạt lúa 2.1.2 Những tính chất vật lý hạt a Kích thước vật lý hạt b Trọng lượng thể tích khối hạt c Tính tan rời d Tính tự chia loại e Độ hổng khối hạt 2.1.3 Những tính chất nhiệt hạt 10 Phụ lục 3.2: Kết theo dõi nhiệt độ khơng khí sấy (ứng với d = 0,7 m; Vbm = 16 m/ph), nhiệt độ môi trường, nhiệt độ khơng khí Thời gian 11h10 11h40 12h10 12h40 13h10 13h40 14h10 14h40 15h10 15h40 16h10 16h40 17h10 17h40 18h10 18h40 19h10 19h40 20h10 20h40 21h10 21h40 22h10 22h40 23h10 23h40 0h10 0h40 1h10 1h40 2h10 2h40 3h10 3h40 4h10 Giờ thứ 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5 14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 16,5 17,0 Ts Tmt_k Tmt_ư Tth_k Tth_ư 48,0 44,0 49,0 49,0 49,0 47,0 44,0 49,0 48,0 47,0 44,0 46,0 36,0 36,0 36,0 36,0 36,0 36,0 36,0 38,0 34,0 35,0 35,0 35,0 35,0 39,0 35,0 35,0 39,0 34,0 38,0 35,0 36,0 39,0 Ghi Bắt đầu sấy Số liệu sai 38,0 37,0 37,5 37,0 36,5 34,5 33,5 32,5 33,5 33,0 32,5 32,5 32,5 32,0 31,5 31,0 31,5 31,0 30,5 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,5 30,0 30,5 117 29,0 29,0 29,0 29,0 28,0 28,0 27,5 27,0 27,5 27,5 27,5 27,5 27,5 27,5 27,5 27,5 27,5 27,0 27,0 27,0 27,0 28,0 26,5 27,0 27,0 28,0 27,5 26,5 31,0 30,5 30,0 29,5 29,5 30,0 28,5 28,0 28,0 28,0 28,0 28,5 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 28,5 28,5 29,5 30,0 28,0 28,5 29,0 29,5 29,5 30,0 30,5 30,0 29,0 29,0 29,0 29,5 28,0 27,5 27,5 27,5 27,5 28,0 27,5 27,5 27,5 27,5 27,5 27,5 27,5 27,5 28,0 27,0 27,5 27,5 27,5 27,5 28,0 28,0 Đổi chế độ 4h40 5h10 5h40 6h10 6h40 7h10 7h40 8h10 8h40 9h10 9h40 10h10 10h40 11h10 11h40 12h10 12h40 13h10 13h40 14h10 14h40 15h10 17,5 18,0 18,5 19,0 19,5 20,0 20,5 21,0 21,5 22,0 22,5 23,0 23,5 24,0 24,5 25,0 25,5 26,0 26,5 27,0 27,5 28,0 37,0 34,0 34,0 34,0 35,0 39,0 35,0 39,0 34,0 35,0 36,0 36,0 37,0 36,0 37,0 38,0 38,0 38,0 34,0 37,0 34,0 37,0 30,0 30,0 29,5 30,5 31,0 31,5 32,0 32,0 32,5 33,0 34,0 34,0 35,0 35,0 36,5 36,5 37,5 37,5 31,5 31,0 32,5 36,0 118 27,0 28,0 27,0 27,0 27,0 27,5 27,5 28,0 28,0 28,0 28,5 29,0 28,5 28,5 29,5 29,0 29,5 30,0 29,0 28,0 29,0 30,5 31,0 31,0 29,5 29,5 30,5 31,0 31,0 31,0 32,0 32,0 31,5 32,0 32,5 33,0 33,5 34,0 35,0 35,0 35,0 35,0 34,5 35,0 28,0 28,5 28,0 28,0 28,0 28,5 28,5 28,5 28,0 28,0 28,5 28,5 28,5 29,0 29,0 29,5 29,5 30,0 30,5 30,5 29,5 30,5 Phụ lục 3.3: Kết theo dõi ẩm độ lớp ứng với d = 0,9 m; Vbm = 12 m/p Khối lượng bì, g Mẫu = Mẫu = Mẫu = Mẫu = Mẫu = Mẫu = Mẫu = Mẫu = Mẫu = Mẫu 10 = Mẫu 11 = Mẫu 12 = Mẫu 13 = Mẫu 14 = Mẫu 15 = Mẫu 16 = Mẫu 17 = Mẫu 18 = Mẫu 19 = Mẫu 20 = 26,4 26,7 25,8 25,4 27,4 27,4 28,4 26,1 25,9 26 26,4 26 26,8 26,5 26,2 26,4 19,4 22,3 20,3 21,1 Khối lượng trước sấy, g Khối lượng sau sấy, g 48 47,9 42,8 44,7 50,7 50,7 49,3 47,9 48,6 48,5 46,5 44,7 48,6 48,3 44,7 49 41,2 44,6 38,9 42,2 45,4 43,8 39,4 40,7 48,6 47,1 45,6 43,7 45,7 45,1 43,3 41,3 46,2 45,4 42 45,3 38,2 41,9 36,6 39,5 Phụ lục 3.4: Kết theo dõi ẩm độ lớp ứng với d = 0,7 m; Vbm = 16 m/p lớp đáy lớp lớp lớp 18,8 18,8 18,8 18,8 11,1 12,4 14 15,8 12,2 12,8 13,3 119 Phụ lục 3.5: Kết theo dõi ẩm độ lớp ứng với d = 0,8 m; Vbm = 16 m/p Thời gian 14h35 17h45 19h45 21h45 23h45 1h45 3h45 5h45 7h45 9h45 10h45 14h45 15h45 16h45 Thời điểm 0,0 3,1 5,1 7,1 9,1 11,1 13,1 15,1 17,1 19,1 20,1 24,1 25,1 26,1 Lớp 26,6 19,7 13,7 13,0 13,0 13,6 15,5 14,7 11,8 11,3 11,2 11,2 - Ẩm độ, % Lớp Lớp Lớp 27,5 27,7 25,2 25,4 22,2 18,2 17,7 14,5 22,9 17,5 19,2 20,1 14,3 14,5 14,3 22,9 20,3 23,4 24,7 26,0 26,3 25,7 25,2 25,1 15,4 20,6 22,1 14,7 19,3 21,5 13,1 16,0 17,4 12,6 14,3 15,2 11,8 12,7 14,8 11,7 21,0 20,9 Lớp đáy 27,4 25,6 19,7 17,0 14,2 22,3 23,1 23,0 22,5 18,7 16,0 Phụ lục 3.6: Kết theo dõi ẩm độ lớp ứng với d = 0,8 m; Vbm = 16 m/p Thời gian Giờ thứ 11h10 0,0 15h10 4,0 17h10 6,0 19h10 8,0 20h10 9,0 0h10 13,0 4h10 17,0 8h10 21,0 11h10 24,0 14h10 27,0 17h10 30,0 20h10 33,0 21h10 34,0 Quạt + qua đêm Lớp đáy 32,2 21,1 16,8 14,9 13,8 11,8 11,7 11,5 10,8 10,5 9,5 10,6 10,7 10,9 Ẩm độ, % Lớp Lớp Lớp 32,1 31,8 31,4 31,3 27,6 29,2 27,3 27,1 27,7 22,1 27,1 27,2 21,5 27,0 27,2 15,5 20,2 27,3 15,3 19,7 23,5 13,5 16,7 20,2 12,3 15,1 19,8 11,7 14,0 17,2 10,9 13,1 16,8 11,7 13,1 15,3 12,1 14,4 15,6 11,7 14,1 15,1 Lớp 32,1 29,1 28,5 28,0 27,9 27,2 25,8 25,0 23,3 21,6 18,6 16,7 15,8 15,3 Sau làm mát qua đêm ta tiến hành trộn lớp lại với để sau 24h ta đo ẩm độ lúa Ta lấy mẫu vị trí khác ta kết quả: Trộn + ủ 24h 11,9 11,9 120 12,1 Phụ lục 3.7: Kết theo dõi ẩm độ lớp ứng với d = 0,7 m; Vbm = 16 m/p Thời Giờ gian thứ 11h10 0,0 13h10 2,0 15h10 4,0 17h10 6,0 21h10 10,0 1h10 14,0 5h10 18,0 9h10 22,0 13h10 26,0 15h10 28,0 Làm mát hạt + để qua đêm lớp đáy 31,8 25,5 15,1 11,8 11,6 11,8 10,7 11,4 11,0 11,2 Ẩm độ, % lớp lớp lớp 32,4 31,8 32,2 32,2 31,8 32,5 26,1 31,2 31,2 18,1 29,8 27,4 14,9 19,8 25,5 14,7 18,0 20,3 13,7 15,5 21,2 13,8 15,6 17,5 12,5 14,0 15,0 12,1 13,5 14,8 lớp 32,2 30,7 29,2 29,5 30,0 29,1 26,5 18,3 16,4 14,7 Tr-bình 32,1 30,5 26,6 23,3 20,4 18,8 17,5 15,3 13,8 13,3 10,7 11,6 13,1 13,9 13,9 12,6 Sau làm mát qua đêm ta tiến hành trộn lớp lại với để sau 24h ta đo ẩm độ lúa Ta lấy mẫu vị trí khác ta kết quả: Trộn + ủ 24h 12,4 12,1 12,0 12,5 121 12,1 12,2 122 123 124 Phụ lục 5: Kết mô trình sấy chương trình Drysim Phụ lục 5.1: Kết mơ GĐ1 q trình sấy chương trình Drysim Hình PL5.1 - 1: Drying Simulate Hình PL5.1 - 2: Simulation Plot 125 Phụ lục 5.2: Kết mơ GĐ2 q trình sấy chương trình Drysim Hình PL5.2 - 1: Drying Simulate Hình PL5.2 - 2: Simulation Plot 126 Phụ lục 6: Một số hình ảnh thực đề tài Hình PL6 - 1: Đo nhiệt độ khí sấy buồng Hình PL6 - 2: Lấy mẫu lúa đo ẩm độ 127 Hình PL6 - 3: Đo ẩm độ lúa buồng sấy Hình PL6 – 4: Xyclon lọc bụi 128 Hình PL6 - 5: Dụng cụ đo vận tốc gió bề mặt Hình PL6 - 6: Quạt HT– 1500 mm 129 Hình PL6 - 7: Khảo nghiệm quạt Hình PL6 - 8: Các dụng cụ đo 130 Hình PL6 - 9: Gầu tải 131 ... Nguyễn Hồng Thanh thực hiện) Tính tốn, thiết kế bể sấy máy sấy 40 tấn/mẻ (do SV Trần Văn Phước thực hiện) Tính tốn chọn thiết bị phụ: thiết bị nhập - xuất, thiết bị làm (do SV Nguyễn Hồng Thanh thực...TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY LÚA 160 TẤN/MẺ Tác giả TRẦN VĂN PHƯỚC NGUYỄN HỒNG THANH Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Công nghệ nhiệt lạnh Giáo viên hướng